低壓缸內直噴CNG發(fā)動機燃燒特性的試驗研究.pdf

1、面對當前日益嚴重的能源危機和環(huán)境污染狀況，尋找清潔發(fā)動機代用燃料成為當務之急。天然氣以其豐富的資源和良好的排放特性在世界范圍內得到了廣泛的重視和應用。
　　 本文在對壓縮天然氣(CNG)發(fā)動機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究的基礎上，開展了基于小缸徑汽油機的低壓缸內直噴單一燃料CNG發(fā)動機的設計和燃燒性能試驗研究工作。本文的主要內容包括：
　　 1.基于156FMI小缸徑汽油機，開發(fā)研制了低壓缸內直噴單一燃料CNG發(fā)動機，并在試

2、驗臺架上成功實現(xiàn)了CNG的缸內直接噴射和發(fā)動機的正常運轉。研制工作主要包括CNG低壓直接噴射及供氣系統(tǒng)的設計，燃燒室結構的設計，可變能量的高能點火系統(tǒng)的設計和CNG直噴控制系統(tǒng)的設計。
　　 2.開發(fā)并建立了CNG直噴發(fā)動機參數(shù)標定系統(tǒng)及實時燃燒分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以在實時調整和標定缸內直噴CNG發(fā)動機重要控制參數(shù)的同時，實時采集和分析發(fā)動機燃燒壓力等特性參數(shù)，通過計算模型可以得到氣缸壓力示功圖、壓力升高率、放熱率和累積放熱率等反

3、映發(fā)動機燃燒性能的主要參數(shù)。
　　 3.開展了低壓缸內直噴CNG發(fā)動機燃燒性能的試驗研究。并就缸內直噴CNG發(fā)動機過量空氣系數(shù)、噴氣時刻、點火提前角及點火能量等重要參數(shù)對燃燒性能的影響規(guī)律進行了分析研究。結果表明：
　　 (1)本文所設計的低壓缸內直噴CNG發(fā)動機能夠實現(xiàn)稀燃。隨著過量空氣系數(shù)的增大，CNG直噴發(fā)動機燃燒循環(huán)變動增大，燃燒性能變差。稀燃極限在λ=1.3附近，此時燃燒惡化，燃燒循環(huán)變動急劇增大、發(fā)動機不能正

4、常工作。
　　 (2)噴氣時刻對低壓缸內直噴CNG發(fā)動機的燃燒性能有很大影響，對于一定的工況存在最佳噴氣時刻，此時發(fā)動機燃燒最穩(wěn)定，燃燒性能最佳。
　　 (3)隨著點火的提前，最大缸內壓力、最大壓力升高率及放熱率迅速增加，所對應的燃燒相位提前，但平均指示壓力存在先增大后減小的趨勢。
　　 (4)增大點火能量有助于改善CNG發(fā)動機的燃燒狀況，提高燃燒穩(wěn)定性。但當點火能量增大到一定程度后，繼續(xù)提高點火能量對發(fā)動機燃燒